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1、44电力电子技术 天津大学考试题库及答案电力电子技术复习题一、单项选择题1、逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成（ B ）A. 大功率三极管 B. 逆阻型晶闸管C. 双向晶闸管 D. 可关断晶闸管2、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（ B ）A. 导通状态 B. 关断状态 C. 饱和状态 D. 不定3、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角的最大移相范围是（ D ）A. 90 B. 120 C. 150 D. 1804、变压器一次侧接入压敏电阻的目的是为了防止（ C ）对晶闸管的损坏A. 关断过电压 B. 交流侧操作过电压 C. 交流

2、侧浪涌5、晶闸管变流装置的功率因数比较（ B ）A. 高 B. 低 C. 好6、晶闸管变流器接直流电动机的拖动系统中，当电动机在轻载状况下，电枢电流较小时，变流器输出电流是（ B ）的A. 连续 B. 断续 C. 不变7、可实现有源逆变的电路为（ A ） A. 三相半波可控整流电路 B. 三相半控桥整流桥电路C. 单相全控桥接续流二极管电路 D. 单相半控桥整流电路8、直流斩波电路的三种控制方式中PWM是指（ A ）A. 保持开关周期T不变，调节开关导通时间ton B. 保持开关导通时间ton不变，保持开关周期TC. ton和T都可调，使占空比改变D. 前三个答案都不对 9、无源逆变指的是（

3、A ）A. 将直流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给负载B. 将直流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给电网C. 将交流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给负载D. 将交流电能转变为某一频率或频率可调的交流电能，送给电网10、题目：以下正确的叙述是（ D ）A. 晶闸管只存在动态损耗，而不存在静态损耗B. 晶闸管只存在静态损耗，而不存在动态损耗C. 晶闸管既不存在动态损耗，也不存在静态损耗D. 晶闸管既存在动态损耗，也存在静态损耗11、有一个三相半波可控整流电路，电阻性负载，其最大的移相范围是：（ A ）A. 150 B.120 C. 90 D. 180 12、晶闸管

4、两端并联一个RC电路的作用是（ C ）A. 分流 B. 降压 C. 过电压保护 D. 过电流保护13、对同一晶闸管而言，其IL值与IH值的比较结果是：（ A ）A. IL大于IH B. IH大于IL C. 相等 D. 前三个答案都不对14、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路适用于（ A ）负载A. 大电流 B. 高电压 C. 电动机15、IGBT是什么类型的器件？（ C ）A. 压控型器件 B. 半控型器件 C. 全控型器件 D. 前三个答案都不对16、晶闸管的开通时间tgt定义为：（ A ）A. tgt=td+tr B. tgt=td+trr C. tgt=tr+trr D. tgt=tgr

5、+trr17、晶闸管导通的条件是：（ C ）A. 晶闸管承受正电压 B. 晶闸管承受负电压且门级有触发电流 C. 晶闸管承受正电压且门级有触发电流 D. 前三个答案都不对18、交流调功电路是一种（ A ）变换电路？A. ACAC B. DCDC C. ACDC D. DCAC。二、简答题1、电力电子系统的基本结构？答：电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。2、在晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻R的作用是什么？答：R、C回路的作用是：吸收晶闸管瞬间

6、过电压，限制电流上升率， 动态均压作用。R的作用为：使L、C形成阻尼振荡，不会产生振 荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。3、简述晶闸管整流电路对触发脉冲的要求。答：（1）触发信号可为直流、交流或脉冲电压。（2）触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。（3）触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流迅速上升到掣住电流而维持导通。（4）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步。4、简述实现有源逆变的两个条件是什么？答：有源逆变条件：要有直流电动势，极性和晶闸管导通方向一致，值大于变流器直流侧的平均电压；要求晶闸管控制角，使输出电压平均值为负。5、三

7、相桥式全控整流电路中，对触发脉冲有何要求，为什么？答：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120，同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。原因：保证2个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。6、简述GTR基极驱动电路的功能。答：（1）提供合适的正反向基流以保证GTR可靠导通与关断。（2）实现主电路与控制电路的隔离。（3）自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切断驱动信号，避免损坏GTR。（

8、4）电路尽可能简单，工作稳定可靠、抗干扰能力强。7、晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？答：在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出，可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离，既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。8、如何是单相桥式半控整流电路的失控现象？纯电阻型负载会发生失控吗？为什么？答：当角突然增加到180o或触发脉冲消失，会发生一个晶闸管连续导通，而二个二极管轮流导通的情况，称之为失控。纯电阻负载不会发生失控现象，因为没有续流过程。9、简述晶闸管有源逆变的条件。答：（1）有直流电动势源，极性与

9、晶闸管的导通方向一致，且数值稍大于变流器直流侧的平均电压。（2）变流器工作在900范围。（3）直流侧串接大电感。10、单项桥式逆变器的“非对称控制”的过程，其目的在于什么？ 答：使V1、V2栅极信号互补，V3、V4栅极信号互补；V3与V2不同相位，V4栅极信号与V1不同相位，而是分别前移了180o-，即V3、V4分别比V1、V2落后。“非对称控制”使得输出电压不再是正负各为180o的脉冲，而是正负各为的脉冲。“非对称控制”称为移相调压，用于调节带有阻感负载的逆变电路输出电压，改变，可改变输出电压。11、有源逆变实现的条件是什么？答：（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压UD为负。（2

10、）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压。12、交流调压电路和交流调功电路的区别是什么？它们分别适用于驱动或控制什么负载？答：交流调压电路和交流调功电路的电路拓扑结构无区别，只是对双向晶闸管的控制方式不同。 交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。 交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,在断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。调功电路对象：直接调节电路平均输出功率对象的的对象。13、PWM调制中的“自然采样法”和“规则采样法”的特点是什么？说明其优缺点。三相SPWM逆变器应采取那种调制方式，为什么？

11、答：自然采样法：按照SPWM控制的基本原理产生的PWM波的方法，其求解复杂，难以在实时控制中在线计算，工程应用不多。规则采样法：计算原理如图，工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量小得多。三相SPWM逆变器采取的是双极性调制，这样可以三相公用一个载波。14、简述电压型逆变器的特点。答：（1）输出电压波形为方波，与负载无关；（2）输出电流波形与负载相关；（3）每个功率器件旁需反并联二极管用作续流。15、在逆变电路中，单相桥式电流型并联谐振逆变电路采用的是什么换流方式？要满足什么条件？为什么？答：负载谐振式换流所应满足的条件：整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性，即负载上的电压略滞后于电流。

12、16、直交逆变器中针对不同的开关器件通常采用的换流方式有几种？请写出：负载谐振式换流所应满足的条件是什么？答：四种：器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流。负载谐振式换流所应满足的条件：整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性，即负载上的电压略滞后于电流。三、一个额定电流为100A的晶闸管，在流过如图所示波形的电流不时，不考虑安全裕量，允许所流过的电流平均值为多少？解：有效值：图有效值：图平均值：106.8（A）四、有一单相交流调压电路，电路参数如下：Ui =100V，R=3，L=100mH。求：1）本电路所用的电力电子器件名称是什么？它的额定电流是如何定义的？2）试分别画出=30及=75时的

13、输出电压Uo稳态波形。 答：1）双向晶闸管，通态平均电流2）五、流过晶闸管的电流波形如图所示，不考虑安全裕量，试求额定电流为100A的元件所允许的平均电流Id及最大电流值Im。解： Id=314/1.41=111.3(A) Im=2 Id=222.6 (A)六、单相桥式全控整流电路，U2 =100V，负载电阻R=2，L值极大，当=30o时，求整流输出平均电压Ud ，电流Id的值。解：Ud=0.9U2=0.9100=83.97 (V)Id =42 (A)七、1图示电路属于哪种斩波电路？简述其工作原理。2当E=100V，V的关断时间为T/3，导通时间为2T/3时，输出电压Uo为多少？（理想状态下）

14、3考虑电路的电阻R为10K，求电源电流I1和输出电流平均值Io。答：升压斩波。V处于通态时，电源E向电感L充电，I1电流恒定，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。 八、单极性单项桥式SPWM逆变器如图所示，试问：1通常载波采用什么波形？2调制信号采用什么波形？3在阻感负载下，说明调制信号为一个整周期内电路的工作过程。4该逆变器为电压型还是电流型？答：载波：等腰三角波或者锯齿波调制波：正弦波 Ur的半个周期里三角波载波只在正极性或负极性一种极性范围变化，所得到的PWM波形也只在单个极性范围变化。工作时V1和V2通断互补，V3和V4

15、通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud 。V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0，负载电流为负的区间， V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。uo总可得到Ud和零两种电平。uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平。电压型，每个开关器件都并联了反馈二极管。九、某感性负载采用带续流二极管的单相半控桥整流电路

16、，已知电感线圈的内电阻Rd=5，输入交流电压U2=220V，控制角=60。试求晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。解：首先求整流使出电压的平均值Ud=0.9=0.9220=149 V再求负载电流Id = Ud / Rd = (149 / 5) 30 A晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值分别为IdT = Id = = 10 AIT = Id = 30 = 17.3AIdD = Id = 30 = 10 AID = Id = 30 = 17.3 A十、三相半波可控整流电路，大电感负载，600，已知电感内阻R=4，电源电压U2=220V，试计算不接续流二极管与接续流二极管两种情况下的平均电压

17、，平均电流，并选择晶闸管的型号。解：（1）不接续流二极管时，Ud=1.17U2cos600=128.7V，Id=Ud/R=128.7/4=32.675A，IT=1/31/2Id=18.575AITn=(1.5-2)IT/1.57=17.75-23.67A，取30AUTn=(2-3)61/2U2=1078-1616V，取1200V，晶闸管为KP30-12。（2）接续流二极管时，Ud=0.675U21+cos(300+) 天津大学考试题库及答案=148.5VId=Ud/R=148.5/4=37.15A，IT=Id【(1500-600)/3600】1/2=18.A ITn=(1.5-2)IT/1.5

18、7=17.5-23.65A，取30A UTn=(2-3)61/2U2=1078-1616V，取1200V晶闸管为KP30-12。十一、一台由220V供电的自动恒温功率为1kW的电炉，采用单相半控桥整流电路。通过计算选择晶闸管和续流二极管的型号。解：电炉电阻丝的电阻Rd=48当=0时晶闸管与整流管的电流有效值才最大为ITm=IDm=3.2A选择晶闸管和整流管的型号IT(AV)=(1.52)=(1.52)=34A取5A(电流系列值)UTn=(23)UTM=(23)220=625936V所以，晶闸管的型号为KP5-8同理，整流管的型号为ZP5-8十二、单相交流调压，阻感负载，UF=220V, L=5.5mH, R=1 求：移相角 ？最大负载电流有效值I=？最大输出功率Pmax=？功率因数Cos=？解：十三、计算流过晶闸管的电流波形如图所示，不考虑安全裕量，试求额定电流为200A的元件所允许的平均电流Id及最大电流值Im。 解： Id=314/1.41=222.7(A) Im=2 Id=445(A)